PC构件模具该怎样实现标准化和通用化？

时间：2020/4/23 11:23:48 点击：2710

前言

针对装配式建筑中PC构件生产的模具重复利用率较低、模具配套成本较高等现状，从预制构件标准化、构件模具标准化库与模具零部件标准化、模具组合式通用化配置等方面出发，对PC构件生产中模具设计与制作进行了分析与研究，对降低装配式建筑总体生产成本和提高预制构件生产效率提出了建议。

01

PC 构件模具设计现状

PC构件模具主要构件类型主要包括预制剪力墙、填充墙、叠合梁、构造柱、叠合楼板、楼梯等。具有种类多样、形状复杂等特点。不同工程中PC构件的拆分和设计尚无成熟的统一标准，导致模具适用工程单一、周转次数少、损耗严重，不能达到单一模具多次生产的目的，这也是预制构件生产成本居高不下的原因之一。

02

PC构件模具的标准化设计

基于标准化库的模具设计研究与实践效果

基于对PC构件标准化设计方法和标准化构件 库的研究，将对标准化模具库进行分析，并对不在工程实践中的应用效果。标准化模具库为根据标准化构件库配套设计对应的模具图库，即每个标准构件对应设计一套标准化的模具，包括三维建模图和二维加工图纸。 图1为标准化剪力墙三维模具。

图1 标准化模具库中构件和配套模具三维示例

当设计构件为构件标准库内构件时，可直接检 索模具标准库中已有的模具加工图，直接调用或者进行适当修改，可大幅减少模具设计的工作量，且基于标准化库的设计，各类型构件统计归类后可优化模具配置方案，模具配置套数也可大幅减少。

以某安置房为例，量化统计了传统方案和基于标准化库两种模具配置方案的各类构件模具配置套数和设计工作量，详细数据见表1和表2。

通过传统模式和基于标准化库两种模具配置方案的各类型构件模具配置套数和设计工作量的 对比分析可知，基于标准化构件和模具库进行的构件和模具设计可大幅减少构件模具设计工作量和模具配置套数，从而降低模具成本。

零部件的标准化设计与制作

PC构件模具配套零部件作为PC构件模具设计的重要组成，在不同工程项目或不同构件生产中，相同构件结构所需配套零部件重复使用，可大幅提高模具零部件重复利用率和减少该类配件浪费。

1.剪力键与剪力槽

经过大量实践得出，当剪力槽深度H≤30mm， 宜采用实心钢板，M12螺栓连接，当H>30mm时， 采用6mm钢板折弯。剪力键配件较重且耐用，当不同项目剪力键大小相同时，可重复利用。图2为一类剪力键配件。

图2 剪力键配件

2.构件窗模具配件

配套模具设计时，窗框模具一般分为6～8块，采用10mm法兰连接，方便拆模。图3为两种常见窗洞的配套模具方案，当窗框大小尺寸符合一定标准或模数后，窗框配套模具可实现重复利用。

图3 预埋窗框模具结构

3.预埋、预留孔洞等配件

该类预埋件的配套模具配件大部分可实现不同工程间的通用。另外，可通过设计可调式PC埋件工装架，提高工装吊架重复利用率，图4、图5分别为部分埋件、工装和吊具结构。

图4 预埋件定位与预留孔洞配件

图5 工装、定位架配件

03

PC构件标准化

预制构件模具组合式通用化配置

1.预制叠合梁、构造柱、叠合楼板模具

预制梁、预制柱多呈不同尺寸的长方体形状，当构件端截面相同时，可利用端模的位置移动调节构件长度；叠合楼板多为厚度相同的长方体结构，可通过拼装和边模位置调节满足不同尺寸构件生产。图6、图7分别为该项目中预制叠合梁和叠合楼板模具配套模具结构。

图6 预制梁、柱模具组合式结构

图7 叠合楼板模具组合结构

2.预制墙板类构件模具

预制墙板类构件包括预制剪力墙、预制填充墙构件等，较多工程墙板的高度或形状设计存在一定差异，利用组合式通用模具配置方法可有效减少模具配置数量，以下为两种实际工程中模具配置方法，可参考。

（1）不同楼层墙板在层高和梁筋方面存在差 异，但侧面结构仍存在较多相同部分，故采取组合式通用结构进行设计，可避免每类构件配置一套模具的浪费。图8为其中一种情况，有五种墙板结构，但不同墙板下部结构皆相同，故采用组合拼装方式将下部结构模具通用，替换上部结构模具以实现几种构件的浇筑。

图8 不同楼层预制墙板配套组合模具图

（2）工程外墙飘窗高度与形状存在部分差异，导致底模需单独配置，利用组合式通用配置方法，可将各构件不同部分进行单独制作，并与相同的通用部分进行组合式拼装，实现不同构件的浇筑，如该楼层上部无凸块部分，即可替换上部模具组件进行组合浇筑，可有效减少模具配套数量，如图9所示。

图9 飘窗及模具

3.预制楼梯模具

预制楼梯是房屋建筑结构中重要的组成部分， 当层高和踏步等规格相同时，楼梯模具通过少量改动或直接通用，可有效减少楼梯模具的配置数量。图10为楼梯模具三维结构图。

图10 预制楼梯模具

04

结论

1.建立标准化预制构件和配套模具库。通过研究预制构件设计生产规律，总结预制构件标准化模数化的设计和拆分方法，并建立构件标准化库和配套模具标准化库，不同工程可参考构件标准化库进行构件拆分设计，配套模具就可直接调用配套的标准化模具库中模具进行设计制作。

2.通过零部件的标准化设计制作、建立标准化配件仓储等方式，对提高模具零部件利用率、减少零部件浪费和降低模具成本具有显著的效果。

3.在不影响构件生产工期情况下，在模具配套设计初期，考虑通过组合拼装方式，相同结构部分重复使用，不同部分拼装替换，可实现不同型号构件差异化结构的浇筑。

来源：施工技术

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